專利名稱：一種可充電鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種可充電鋰離子電池。
背景技術(shù)：
可充電鋰離子電池，由于其具有電壓高，重量輕，能量密度大，自放電低等優(yōu)點(diǎn)在可攜式工具中獲得了廣泛的應(yīng)用。但在固定的電池型號(hào)上，由于電池內(nèi)部空間一定，使得電池的容量取決于正負(fù)極材料的碾壓密度。目前，許多科研工作者已經(jīng)做了大量工作來改善材料的碾壓性能，使其更容易提升體積密度，從而使電池容量得到提升，但材料方面性能提升似乎已到了極限；若材料本身特性不改變，簡(jiǎn)單通過提升其碾壓密度會(huì)造成電池卷繞不良、循環(huán)變差或性能下降等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可充電鋰離子電池，旨在解決目前的可充電鋰離子電池的能量密度難以提高的問題。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種可充電鋰離子電池，包括一個(gè)正極、一個(gè)負(fù)極、一層隔膜、電解液及電極端子；所述正極使用碳納米管作為唯一的導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑的重量百分比含量為同型號(hào)電池所用的常規(guī)導(dǎo)電劑的50% ;所述正、負(fù)極片上正、負(fù)極涂料的涂敷長(zhǎng)度為同型號(hào)電池的極片長(zhǎng)度減去卷繞極組廣(N-1)折的長(zhǎng)度，N為同型號(hào)電池極組卷繞折數(shù)，將減少的集流體箔材及隔膜的空間提供給活性物質(zhì)涂敷量；所述正、負(fù)極的涂敷量根據(jù)所述正、負(fù)涂料的涂敷長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)提高，使制備成的電池與同型號(hào)電池的入殼比相同。所述正極的活性物質(zhì)為鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰或三元材料，所述正極和負(fù)極的集流體分別為鋁箔、銅箔。所述鋁箔厚度為15 μ m,所述銅箔厚度為8 μ m或10 μ m。所述電極端子是由鎳條、鋁條、銅條以及前述金屬的合金或者鍍有前述金屬的材料制成。所述負(fù)極的活性物質(zhì)用為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球可逆性的脫嵌鋰離子的碳材料。所述電解液是由EC/DMC按體積比為1:1混合液體配成的f1.1mol/的LLiPF6。所述隔膜為12 25 μ m聚乙烯膜。本發(fā)明通過使用碳納米管高電導(dǎo)率導(dǎo)電劑，從而可以將原有的電池的正、負(fù)極片上涂料的涂敷長(zhǎng)度進(jìn)行大幅度減少(即減少電池極組的卷繞折數(shù))，同時(shí)大幅度提高正、負(fù)極片的涂敷量，從而可以減少隔膜、集流體的使用，給正、負(fù)極的活性物質(zhì)提供了空間，不但有效提升了電池的容量，也降低了成本，且不會(huì)由于結(jié)構(gòu)改變而升高內(nèi)阻、降低電性能，從而提升了可充電鋰離子電池的能量密度。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制作的樣品電池與同型號(hào)樣品電池在常溫IC循環(huán)放電對(duì)比曲線；圖2是本發(fā)明實(shí)施例2制作的樣品電池與同型號(hào)樣品電池在常溫IC循環(huán)放電對(duì)比曲線。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種可充電鋰離子電池，包括一個(gè)正極、一個(gè)負(fù)極、一層隔膜、電解液及電極端子；所述正極使用碳納米管作為唯一的導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑的重量百分比含量為同型號(hào)電池所用的常規(guī)導(dǎo)電劑的50% ;所述正、負(fù)極片上正、負(fù)極涂料的涂敷長(zhǎng)度為同型號(hào)電池的極片長(zhǎng)度減去卷繞極組f (N-1)折的長(zhǎng)度，N為同型號(hào)電池極組卷繞折數(shù)，將減少的集流體箔材及隔膜的空間提供給活性物質(zhì)涂敷量；所述正、負(fù)極的涂敷量根據(jù)所述正、負(fù)涂料的涂敷長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)提高，使制備成的電池與同型號(hào)電池的入殼比相同。所述正極的活性物質(zhì)為鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰或三元材料。所述正極和負(fù)極的集流體分別為鋁箔、銅箔。所述鋁箔厚度為15 μ m，所述銅箔厚度為8 μ m或10 μ m。所述電極端子是由鎳條、鋁條、銅條以及前述金屬的合金或者鍍有前述金屬的材料制成。所述負(fù)極的活性物質(zhì)為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球可逆性的脫嵌鋰離子的碳材料。所述電解液是由EC/DMC按體積比為1:1混合液體配成的f1.1mol/的LLiPF6。所述隔膜為12 25 μ m聚乙烯膜。本發(fā)明實(shí)施例中，所述的可充電鋰離子電池通過以下方式制備用所述的隔膜將電池的所述的涂有正、負(fù)極涂料的正、負(fù)極片隔開，并對(duì)齊進(jìn)行卷繞形成電池極組，將卷好的正負(fù)極片形成的電池極組放入鋁質(zhì)的電池殼中，在干燥箱中注入所述電解液，再將電池完全密封，形成該鋰離子電池。實(shí)施例1 :以043046 (800mAh)方形電池為例該方形電池采用上述方法制備，其正極活性物質(zhì)采用LiCoO2,負(fù)極活性物質(zhì)采用人造石墨，電解液使用lmol/LLiPF6的EC/DMC (體積比1:1);導(dǎo)電劑為該043046 (800mAh)電池所用的常規(guī)導(dǎo)電劑(碳黑)的50%，同時(shí)，將正、負(fù)極片上正極涂料及負(fù)極涂料的涂敷長(zhǎng)度減少，減少的長(zhǎng)度為同型號(hào)電池的極片長(zhǎng)度減去卷繞極組的I折；將正、負(fù)極上正極涂料及負(fù)極涂料的涂敷量相應(yīng)提高，使結(jié)構(gòu)改變前后電池的入殼比相同。按實(shí)施I的方法，制作測(cè)試樣品電池兩個(gè)，分別記作實(shí)例樣品01、實(shí)例樣品02，與該型號(hào)電池(兩個(gè)，分別記作原型號(hào)樣品01、原型號(hào)樣品02)，經(jīng)常規(guī)常溫下IC循環(huán)放電測(cè)定，該型號(hào)的鋰離子電池使用上述結(jié)構(gòu)改變后和添加碳納米管導(dǎo)電劑后容量提升IOmAh,內(nèi)阻基本不變，常溫循環(huán)性能保持與原型號(hào)電池相當(dāng)，見附圖1。實(shí)例2 :以043450 OOOmAh)方形電池為例
該方形電池的正極活性物質(zhì)采用LiCoO2,負(fù)極活性物質(zhì)采用天然石墨，電解液使用ImoVLLiPF6的EC/DMC (體積比1:1)，導(dǎo)電劑為該043450 OOOmAh)電池所用的常規(guī)導(dǎo)電劑(碳黑)的50%，將正、負(fù)極上正極涂料及負(fù)極涂料的涂敷長(zhǎng)度減少，減少的長(zhǎng)度為該型號(hào)電池的極片長(zhǎng)度減去卷繞極組的3折；同時(shí)，將正、負(fù)極正極涂料及負(fù)極涂料的涂敷量相應(yīng)提高，使結(jié)構(gòu)改變前后電池的入殼比相同；由于涂敷量提升，故添加碳納米管導(dǎo)電劑的重量百分比的量比043046 (800mAh)電池提升1. 6%0按實(shí)施I的方法，制作測(cè)試樣品電池兩個(gè)，分別記作實(shí)例樣品01、實(shí)例樣品02，與該型號(hào)電池(兩個(gè)，分別記作原型號(hào)樣品01、02)，經(jīng)常規(guī)常溫下IC循環(huán)放電測(cè)定，該型號(hào)的鋰離子電池使用上述結(jié)構(gòu)和添加碳納米管后容量提升IOOmAh,內(nèi)阻基本不變，常溫循環(huán)性能保持與原型號(hào)電池相當(dāng)，見附圖2。
本發(fā)明由于使用碳納米管作為鋰離子電池的導(dǎo)電劑，從而可以將原有的電池的正、負(fù)極片上涂料的涂敷長(zhǎng)度進(jìn)行大幅度減少(即減少電池極組的卷繞折數(shù))，同時(shí)大幅度提高正、負(fù)極片的涂敷量，從而可以減少隔膜、集流體的使用，給正、負(fù)極的活性物質(zhì)提供了空間，不但提升了電池的容量，也降低了成本。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種可充電鋰離子電池，包括一個(gè)正極、一個(gè)負(fù)極、一層隔膜、電解液、電極端子以及電池外殼；其特征在于，所述正極使用碳納米管作為唯一的導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑的重量百分比含量為同型號(hào)電池所用的常規(guī)導(dǎo)電劑的50% ;所述正、負(fù)極片上正、負(fù)極涂料的涂敷長(zhǎng)度為同型號(hào)電池的極片長(zhǎng)度減去卷繞的f (N-1)折的長(zhǎng)度，N為同型號(hào)電池極組卷繞折數(shù)，將減少的集流體箔材及隔膜的空間提供給活性物質(zhì)涂敷量；所述正、負(fù)極的涂敷量根據(jù)所述正、負(fù)涂料的涂敷長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)提高，使制備成的電池與同型號(hào)電池的入殼比相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電鋰離子電池，其特征在于，所述正極的活性物質(zhì)為鈷酸鋰、鎳鈷酸鋰或三元材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電鋰離子電池，其特征在于，所述正極和負(fù)極的集流體分別為鋁箔、銅箔。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電鋰離子電池，其特征在于，所述電極端子是由鎳條、鋁條、銅條以及前述金屬的合金或者鍍有前述金屬的材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電鋰離子電池，其特征在于，所述負(fù)極的活性物質(zhì)為人造石墨、天然石墨、中間相炭微球可逆性的脫嵌鋰離子的碳材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電鋰離子電池，其特征在于，所述電解液是由EC/DMC按體積比為1:1混合液體配制成的I 1. lmol/LLiPF6。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電鋰離子電池，其特征在于，所述隔膜為12 25μπι聚乙烯膜。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可充電鋰離子電池，包括一個(gè)正極、一個(gè)負(fù)極、一層隔膜、電解液及電極端子；所述正極使用碳納米管作為唯一的導(dǎo)電劑，所述導(dǎo)電劑的重量百分比含量為同型號(hào)電池所用的常規(guī)導(dǎo)電劑的50%；所述正、負(fù)極片上正、負(fù)涂料的涂敷長(zhǎng)度為同型號(hào)電池的極片長(zhǎng)度減去卷繞極組1~(N-1)折的長(zhǎng)度，N為同型號(hào)電池極組卷繞折數(shù)，將減少的箔材及隔膜的空間提供給活性物質(zhì)涂敷量；所述正、負(fù)極的涂敷量根據(jù)所述正、負(fù)涂料的涂敷長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)提高，使制備成的電池與同型號(hào)電池的入殼比相同。本發(fā)明通過使用碳納米管高電導(dǎo)率導(dǎo)電劑并改變極組結(jié)構(gòu)，有效地提升了可充電鋰離子電池容量，且不會(huì)由于結(jié)構(gòu)改變而升高內(nèi)阻、降低電性能，提升了可充電鋰離子電池的能量密度。
文檔編號(hào)H01M4/62GK103022554SQ20121058182
公開日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者趙希強(qiáng), 楊恩, 張紹麗, 高俊奎 申請(qǐng)人:天津力神電池股份有限公司